Para ilmuwan telah menemukan sinar kosmik dengan kekuatan partikel “ya Tuhan”.

Mendaftarlah untuk buletin sains Wonder Theory CNN. Jelajahi alam semesta dengan berita tentang penemuan menarik, kemajuan ilmiah, dan banyak lagi.

CNN
—

Ilmuwan luar angkasa yang berupaya memahami asal usul misterius sinar kosmik yang kuat telah menemukan partikel berenergi tinggi yang sangat langka yang mereka yakini bergerak ke Bumi dari luar Bima Sakti.

Energi partikel subatom ini, yang tidak terlihat dengan mata telanjang, setara dengan menjatuhkan batu bata setinggi pinggang, menurut penulis penelitian. Pencarian baru Itu diterbitkan Kamis di jurnal Science. Studi tersebut menemukan bahwa ia menyaingi sinar kosmik paling energik yang pernah diamati, partikel “Ya Tuhan” yang ditemukan pada tahun 1991.

Sinar kosmik adalah partikel bermuatan yang bergerak melintasi ruang angkasa dan terus-menerus jatuh ke Bumi. Sinar kosmik berenergi rendah dapat dipancarkan dari Matahari, namun sinar kosmik berenergi sangat tinggi merupakan hal yang luar biasa. Mereka diyakini melakukan perjalanan ke Bumi dari galaksi lain dan sumber ekstragalaksi.

“Jika Anda mengulurkan tangan, satu sinar kosmik melewati telapak tangan Anda setiap detik, tapi itu adalah benda berenergi rendah,” kata rekan penulis studi John Matthews, seorang profesor peneliti di Universitas Utah.

“Saat Anda mendapatkan sinar kosmik berenergi sangat tinggi, jumlahnya akan lebih besar seperti satu sinar per kilometer persegi per abad. Sinar tersebut tidak akan pernah sampai ke tangan Anda.”

Meskipun telah dilakukan penelitian selama bertahun-tahun, asal muasal partikel berenergi tinggi ini masih belum jelas. Mereka dianggap terkait dengan fenomena paling energik di alam semesta, seperti yang melibatkan lubang hitam, ledakan sinar gamma, dan inti galaksi aktif, namun fenomena terbesar yang ditemukan sejauh ini tampaknya muncul dari ruang hampa atau ruang kosong – tempat terjadinya kekerasan di angkasa. kekuatan tidak ada. Peristiwa terjadi.

Partikel yang baru ditemukan, disebut partikel Amaterasu yang diambil dari nama dewi matahari dalam mitologi Jepang, diamati oleh observatorium sinar kosmik di gurun barat Utah yang dikenal sebagai Telescope Array.

Susunan teleskop, yang mulai beroperasi pada tahun 2008, terdiri dari 507 detektor permukaan seukuran meja pingpong seluas 700 kilometer persegi (270 mil persegi).
Ia mendeteksi lebih dari 30 sinar kosmik berenergi tinggi tetapi tidak ada yang lebih besar dari partikel Amaterasu, yang menghantam atmosfer di atas Utah pada 27 Mei 2021, mengirimkan partikel sekunder jatuh ke Bumi dan ditangkap oleh detektor, menurut penelitian tersebut.

“Anda dapat melihat jumlah partikel yang mengenai setiap detektor, dan itu memberi tahu Anda berapa energi sinar kosmik primer,” kata Matthews.

Peristiwa ini membangkitkan 23 detektor permukaan, dengan energi terhitung sekitar 244 eV. Partikel “ya ampun” yang ditemukan lebih dari 30 tahun yang lalu adalah 320 exaelectronvolts.

Sebagai referensi, 1 exaelektronvolt sama dengan 1 miliar gigaelektronvolt, dan 1 gigaelektronvolt sama dengan 1 miliar elektronvolt. Ini akan membuat partikel Amaterasu menjadi 244.000.000.000.000.000.000 MeV. Sebagai perbandingan, energi tipikal sebuah elektron dalam aurora adalah 40.000 MeV, Menurut NASA.

Sinar kosmik berenergi tinggi membawa energi puluhan juta kali lebih banyak daripada akselerator partikel buatan manusia seperti akselerator partikel. Penumbuk Hadron BesarGlenys Farrar, profesor fisika di Universitas New York, menjelaskan bahwa ini adalah akselerator paling kuat yang pernah dibuat.

“Yang dibutuhkan adalah wilayah dengan medan magnet yang sangat tinggi – seperti Large Hadron Collider, namun alami. Kondisi yang diperlukan sungguh luar biasa, sehingga sumbernya sangat, sangat langka, dan partikelnya tersebar di seluruh alam semesta yang luas, sehingga kemungkinan dampaknya terhadap tanah sangat kecil.” Email.

Atmosfer sebagian besar melindungi manusia dari efek berbahaya partikel, bahkan sinar kosmik Terkadang hal ini menyebabkan kerusakan komputer. partikel, dan radiasi ruang angkasa secara lebih luas, Mereka menimbulkan risiko lebih besar bagi astronot, dengan potensi menyebabkan kerusakan struktural pada DNA dan mengubah banyak proses seluler. Menurut NASA,.

Sumber partikel ultra-energi ini membingungkan para ilmuwan.

Matthews, juru bicara Telescope Array Collaboration, mengatakan dua sinar kosmik terbesar yang pernah tercatat muncul “agak acak” – ketika jalurnya dilacak, tampaknya tidak ada energi yang cukup tinggi untuk menghasilkan partikel semacam itu. Partikel Amaterasu, khususnya, tampaknya berasal dari apa yang dikenal sebagai kekosongan lokal, yaitu wilayah ruang kosong yang berbatasan dengan Bima Sakti.

“Jika Anda melihat dua peristiwa berenergi lebih tinggi – yang baru saja kita temukan, partikel ‘Ya Tuhan’ – mereka tampaknya tidak menunjuk pada apa pun. Pastilah sesuatu yang relatif dekat. Para astronom menggunakan teleskop kasat mata tidak bisa melihat sesuatu yang besar,” kata Matthews. Dan sangat kejam.”